El calor es un concepto utilizado principalmente por la
física y la química. Se define como una energía relacionada con el movimiento de
átomos y moléculas de la materia; más adelante veremos la definición técnica en
términos de calorías o Joules. La noción popular de que algo está "caliente", en
realidad está lejos de ser cierta en términos físicos, ya que la sensación
táctil o subjetiva que tenemos de este concepto viene dada por la transferencia
de energía, en términos de temperatura, entre objetos: sentimos que algo está
"caliente" cuando nos "quita" energía en términos de temperatura, y por otro
lado sentimos a un objeto como "frío" cuando le cedemos energía.
Puede ser generado por reacciones químicas, nucleares o
disipación mecánica. Se basa en el principio cero de la termodinámica que
consiste en que al poner en contacto dos cuerpos de dos temperaturas distintas,
éstos intercambiarán energía, equilibrando la temperatura. Este intercambio de
energía interna se puede dar por tres mecanismos:
- Radiación: por medio de la propagación de ondas electromagnéticas. La
energía experimenta transformaciones.
- Conducción: por contacto directo entre las partículas de los dos cuerpos.
Sólo se presenta para materiales sólidos. Aquí la temperatura dependerá del
tipo de material.
- Convección: por medio de un fluido (aire agua) que cumple la misión de
transportar el calor a zonas de diferentes temperaturas. Siempre está
acompañada de la conducción, pues debe existir un contacto directo entre
partículas.
La cantidad de energía transferida por unidad de área y de
tiempo se conoce con el nombre de flujo calorífico, y se caracteriza por un
flujo que va desde el cuerpo que tiene mayor temperatura al de menor. El tiempo
que tarda el flujo de calor es proporcional a la gradiente de temperatura.
Una unidad popular para medir el calor es la caloría (cal), y
es la cantidad de energía que hay que suministrar a un gramo de agua para que
ésta eleve su temperatura a 15ºC aproximadamente. Dentro del ámbito científico
esta es una medida en desuso, ya que ha sido reemplazada por el Joule, que
equivale a la energía equivalente a una fuerza de 1 Newton moviéndose 1 metro en
la dirección de la fuerza, por lo que se denomina también Newton-Metro..
El calor específico (c), o también conocido como capacidad
calorífica específica consiste en la cantidad de calor que se le debe entregar a
un gramo de una sustancia en particular, para que ésta eleve su temperatura a un
grado Celsius.
La capacidad calorífica (C) consiste la dificultad que
presenta un cuerpo en experimentar cambios en su temperatura al suministrarle
una cierta cantidad de calor.
Cuando se habla de calor latente consiste en la energía
absorbida por una sustancia para cambiar de estado (sólido – líquido – gaseoso).
Por ejemplo de sólido a líquido se le llama calor latente de fusión, y de
líquido a gaseoso se le llama calor latente de vaporización.
Para medir con exactitud el calor, los laboratorios utilizan
un instrumento llamado calorímetro, que consta de un recipiente aislado
completamente del exterior, y que contiene una sustancia determinada, la que se
someterá a un estudio para determinar las variaciones de energía que presente al
transferirle calor. En otras palabras mide el calor específico de los cuerpos.
Por ejemplo, un termo cumple la función de un calorímetro.
